Como a geografia do Mioceno mudou o oxigênio no Atlântico e no Pacífico

O Pacífico abriga hoje as maiores zonas oceânicas de baixo oxigênio do planeta, e a tendência é que o aquecimento as amplie. Ao estudar um período quente de 15 milhões de anos atrás, cientistas encontraram um resultado que parecia animador: no Pacífico, o oxigênio se manteve relativamente estável, mesmo com o dióxido de carbono em níveis mais altos do que os atuais.

Para o Atlântico, porém, ninguém havia feito uma análise equivalente. Um novo estudo examinou essa bacia e a história contada por antigas conchas de plâncton foi quase o oposto - determinada pela geografia, e não pelo grau de aquecimento.

Lendo conchas antigas

As pistas estavam em plânctons fossilizados, menores do que grãos de areia, obtidos por perfuração no fundo oceânico profundo. A equipe que interpretou esse registro foi liderada por Janet E. Burke, pesquisadora de pós-doutorado na Michigan State University (MSU).

Esses “grãos” são conchas de foraminíferos, organismos unicelulares à deriva que produzem uma espécie de armadura calcária. As amostras analisadas por Burke se depositaram no leito marinho durante o Mioceno, um intervalo quente de 15 milhões de anos atrás, quando o dióxido de carbono esteve, pela última vez, bem acima dos níveis de hoje.

Cada concha guarda um sinal do ambiente em que se formou. Esses plânctons incorporam iodo apenas onde há oxigênio em abundância; assim, quando a concha apresenta pouco desse elemento, isso denuncia água pobre em oxigênio.

É justamente esse tipo de água com baixo oxigênio que vem se expandindo nos trópicos à medida que o planeta aquece, como já documentou uma revisão da literatura.

O oxigênio do Atlântico desaparece

No Atlântico ocidental, quase todas as conchas apresentaram baixos teores de iodo. Em todo o intervalo amostrado, a química apontou para algo inesperado: uma faixa ampla de água pobre em oxigênio, descendo por cerca de 100 metros.

O resultado chama atenção porque, hoje, o Atlântico ocidental e o Caribe se mantêm bem oxigenados da superfície ao fundo, e as poucas áreas com baixo oxigênio na bacia se concentram próximas ao sudoeste da África. O padrão moderno não sugere nada parecido com um “buraco” que atravesse toda a bacia.

Reforçando essa leitura, um tipo de plâncton que só vive na borda de águas com carência extrema de oxigênio apareceu em todas as amostras do Atlântico. Como a mesma espécie, em outros lugares, esteve associada a oxigênio abundante, os valores baixos não pareciam ser um efeito biológico peculiar.

Não havia registro de um Atlântico tão privado de oxigênio durante aquele período quente. Pesquisas anteriores se apoiavam quase completamente no Pacífico, deixando a bacia do outro lado das Américas praticamente sem dados. Ao preencher essa lacuna, a imagem mudou por completo.

O Pacífico encolhe

No Pacífico, a narrativa foi inversa. Conchas do Pacífico equatorial permaneceram firmemente em condições de baixo oxigênio, indicando uma zona pobre em oxigênio estável durante o período quente - mas limitada.

Em um ponto mais ao sul, ao largo da América do Sul, o local estava no limite: as conchas oscilavam para cá e para lá em relação ao “limiar” de oxigênio. As medições colocam a perda mais intensa de oxigênio no Pacífico em uma faixa equatorial estreita - aproximadamente de 10° de latitude norte a 20° de latitude sul.

Atualmente, essa zona se estende de cerca de 30° norte a 40° sul. No Mioceno, ela foi apenas uma sombra do que é hoje, em linha com um estudo anterior que também encontrou um Pacífico oriental surpreendentemente rico em oxigênio sob a mesma condição de calor.

Oceanos antes conectados

Uma passagem oceânica que já não existe ajuda a explicar a diferença. Muito antes de o Istmo do Panamá emergir e unir as Américas, havia um amplo corredor marítimo separando os continentes, misturando águas do Pacífico e do Atlântico através dos trópicos. Onde hoje fica o Panamá, existia mar aberto.

Com essa passagem ativa, a circulação oceânica seguia outra configuração. Correntes transportavam nutrientes e oxigênio por rotas que depois desapareceram; e foi esse rearranjo - e não a temperatura da época - que a equipe suspeitou estar por trás do mapa assimétrico.

Há muito se considera que o posicionamento dos continentes direciona o oxigênio nos oceanos ao longo de escalas geológicas, um argumento já defendido em um artigo separado.

Isso torna o Mioceno um teste particularmente “limpo”, já que a maior diferença em relação ao presente era a geografia, e não o clima.

O oceano de baixo oxigênio se expande

Para verificar a hipótese, o grupo construiu um modelo do sistema terrestre: um oceano digital que pode ser simulado repetidas vezes sob diferentes condições. Eles ajustaram o dióxido de carbono e a largura da passagem marítima, variando de um mundo moderno para um cenário do Mioceno.

O padrão se encaixou de forma clara. Sempre que a passagem permanecia aberta, a zona do Pacífico recuava em direção ao equador, enquanto um enorme “buraco” de baixo oxigênio crescia pelo Atlântico tropical. Era exatamente a gangorra registrada pelas conchas.

O fator decisivo foi o portal oceânico, não o calor. Mesmo com níveis de dióxido de carbono menores do que os atuais, as simulações indicaram que a passagem aberta, por si só, já bastava para criar no Atlântico uma grande área de baixo oxigênio; mais gás apenas intensificava o problema.

O modelo não reproduziu alguns contornos mais abruptos, mas a grande troca entre as bacias se manteve em todas as rodadas.

Geografia, não calor

Abrir essa conexão parece ter provocado dois efeitos simultâneos. No Pacífico, enfraqueceu o processo que traz à superfície águas pobres em oxigênio. Em seu lugar, água mais jovem e rica em oxigênio passou a invadir a região desde outras partes da bacia.

Já no Atlântico, a água rica em oxigênio que hoje afunda e renova as profundezas não chegava ao meio da bacia. Em vez disso, nutrientes parecem ter se acumulado ali, alimentando microrganismos que retiram oxigênio da água e permitindo que o “buraco” persistisse.

Mesmo removendo completamente o aquecimento do cenário, a gangorra continua. Só a geografia, ao redirecionar onde a água afunda e onde os nutrientes se concentram, definiu qual oceano ficaria com falta de oxigênio.

Lições de oceanos antigos

A implicação vai além da história de uma única bacia. Zonas de baixo oxigênio podem se deslocar de um lado do planeta para o outro por motivos puramente geográficos, enquanto o aquecimento faz pouco mais do que ajustar a intensidade. Mesmo gás, mapa diferente.

Isso põe em dúvida uma prática comum na ciência do clima: tratar períodos quentes do passado como uma prévia direta do futuro. Estudos focados apenas no Pacífico sugeriam que o aquecimento poderia aliviar a perda de oxigênio no oceano; o Atlântico do Mioceno aponta para um quadro mais incerto.

Águas com baixo oxigênio reduzem o espaço em que peixes e outros animais conseguem sobreviver e influenciam quanto carbono fica soterrado no fundo do mar. Entender o que controla esse processo ajuda a saber quais alavancas observar. Uma lição aprendida em um oceano pode não valer para o outro.